Участие генов LSU в контроле цветения Arabidopsis thaliana

• Автор: Мякушина, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Генетический контроль времени зацветания . i

1.1. Гормональная теория цветения растений М.Х. Чайлахяна

1.2. Фотопериодический путь инициации зацветания

1.3. Влияние качества света на время зацветания . i.

1.4. Яровизационный путь инициации зацветания.

1.5. Автономный путь инициации зацветания.

1.6. Гиббереллиновый путь инициации зацветания

2. Геныинтеграторы путей инициации зацветания . i.

2.1. Генинтегратор VXI 1.

2.2. Генинтегратор
2.3. Генинтегратор I
3. Гены идентичности флоральной меристемы . i.
3.1. Ген идентичности флоральной меристемы
3.2. Гены идентичности флоральной меристемы I и I.
3.3. Гомологи и I . i у других растений
3.4. Ген I 1
3.5. Другие гены идентичности флоральной меристемы . i
4. Генетический контроль развития цветка . i
4.1. Структура и развитие цветка . i
4.2. Математическое моделирование цветка . i
4.3. Гомеозисные мутанты . i
4.4. модель развития цветка . i.
4.5. Регуляция экспрессия генов идентичности органов цветка
. i
4.6. Антагонизм между генами классов А и С модели развития цветка
. i
4.7. Гипотеза Гете о листовом происхождении элементов цветка.
4.8. Гены идентичности органов цветка класса В. Развитие модели . i.
4.9. Молекулярные механизмы контроля идентичности органов цветка.
5. Гены семейства ТО .
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
1. Условия выращивания растений . i. Морфометрия.
2. Линии инссрционых мутантов . i
3. ПЦРметод определения наличия вставок у инсерционных
мутантов I.
3.1. Выделение ДНК из растений.
3.2. Амплификация ДНК
3.3. Электрофорез в агарозном геле.
4. Получение i мутанта.
4.1. Механизм РНКинтсрферснции
4.2. Амплификация фрагмента гена
4.3. Перенос фрагмента гена I в вектор 7.
ВРреакция рекомбинации
4.4. Трансформация компетентных клеток ii i конструкцией
4.5. Перенос фрагмента гена 1 из конструкции в бинарный вектор I2II. реакция рекомбинации
4.6. Трансформация компетентных клеток Е. i конструкцией
I
4.7. Трансформация агробактерий
4.8. Выращивание агробактерий для трансформации . i
4.9. Трансформация арабидопсиса методом вакуумной инфильтрации
4 Стерилизация и проращивание трансгенных семян
4 Определение трансгенносги растений.
5. Выделение РНК и количественная ГПДР в реальном времени
5.1. Выделение РНК растений
5.2. Очистка выделенной РНК от примесей ДНК
5.3. Синтез кДНК.
5.4. Количественная ПЦР в реальном времени.
6. Компьютерные методы анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Анализ генов семейства ЬЭи и кодируемых ими белков средствами биоинформатики.
1.1. Структурный анализ нуклеотидных и аминокислотных последовательностей
1.2. Филогенетический анализ аминокислотных последовательностей белков Ь8и А. МаПапа и их гомологов у других растений
1.3. Анализ промоторных последовательностей генов ЬБЦ
1.4. Анализ экспрессии генов ,7, 2 и 4 с помощью компьютерной базы данных СЕЫЕУЕЗТЮАТСЖ.
1.4.1. Характер экспрессии генов семейства ЬБЦ в ходе онтогенеза
А. ьИаИапа.
1.4.2. Анализ экспрессии генов семейства 5 в различных органах А.4каИапа
1.5. Краткие выводы
2. Рост и репродуктивное развитие инсерционных мутантов
ки2, киЗ и ки4 А. ЖаИапа.
2.1. Скорость зацветания инерционных мутантов ки в условиях
ДД и КД
2.2. Морфологические особенности инсерционных мутантов
ки2, киЗ и ки4.
2.2.1. Морфофизиологические особенности инсерционных мутантов
выращенных в условиях КД.
2.2.2. Морфологические особенности мутантов I, выращенных в условиях ДД
2.2.3. Краткие выводы
2.3. Изменение экспрессии генов семейства инсерционных мутантов 2, 3 и 4.
2.4. Анализ экспрессии гена и генов АВСЕмодели у
исследуемых инсерционных мутантов 2, 3 и 4
3. Подавление экспрессии генов с помощью механизма РНКинтерференции.
3.1. Данные экспрессии собственных генов семейства
у I мутата.
3.2. Морфологические особенности i мутанта
3.3. Анализ экспрессии генов идентичности флоральной меристемы и органов цветка у i мутанта.
3.4. Краткие выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В соответствии с базой данных участие в определенных биологических процессах обнаружено для генов, а для генов найдены клеточные компоненты, с которыми могут быть связаны их белковые продукты , . Среди более чем 0 белоккодирующих генов арабидопсиса база данных I ген , получивший название 1, недавно привлек наше внимание в связи с участием в ответе на дефицит серы iiv . Однако до сих пор этот и гомологичные ему гены . Целью данного исследования являлось изучение возможной роли генов в онтогенезе растений арабидопсиса. Провести структурный анализ генов . Провести морфофизиологический анализ инсерционных мутантов по генам . Получить мутант с одновременным подавлением экспрессии нескольких генов с использованием технологии i. Провести морфофизиологический анализ iмутанта. Проанализировать экспрессию генов, потенциально ответственных за формирование фенотипических признаков, подвергшихся изменениям у инсерционных мутантов и КЫА1мутанта А. ИаИапа. Найти корреляции с изменениями фенотипа. Согласно результатам диссертационной работы подавление экспрессии генов вызывает позднее зацветание в условиях короткого дня, подавление роста главного цветоноса, нарушение разви тия цветков и семян арабидопсиса. В связи с этим, в обзоре будет рассмотрена основная литература, относящаяся к генетическому контролю перехода к цветению, а также развитию соцветия и цветка . Генетический контроль времени зацветания . Переход к цветению арабидопсиса контролируется экспрессией большого числа генов, объединенных в четыре основных сигнальных пути Рис. Кроме того, на время зацветания также влияет качество света . Гормональная теория цветения растений М. Одним из первых исследователей фотоиериодичсской регуляции перехода к цветению был отечественный фитофизиолог М. Х. Чайлахян, Проведенные М. Х. Чайлахяном исследования показали, что под действием фотопериода в листьях растений синтезируется гипотетический гормональный стимул цветения, названный флоригеном, который затем передвигается в стеблевые почки и вызывает в них формирование цветков. Чайлахян, . В последующие годы было экспериментально показано, что стимул цветения перемещается по флоэме и может передаваться путем прививок, передвигаясь от цветущего компонента прививки к вегетирующему, вызывая зацветание последнего в условиях даже неблагоприятного фотопериода Чайлахян, . В дальнейших исследованиях было выдвинуто представление о бикомпонентности флоригена, включающего две комплементарные группы фитогормонов гиббереллины и антезины Чайлахян, . Хотя теория флоригена не была доказана выделением и идентификацией веществ, вызывающих цветение, она стимулировала множество работ с использованием генетических и молекулярных подходов, описанных в обзоре Миляевой и Романова, . Современные исследования генной регуляции цветения растений подтверждают существование флоригена Аксенова и др. Рисунок 1. Схема генетического контроля времени зацветания . Фотопериод, т. ДД и поздноцвегущим в условиях короткого дня КД. Способность растений измерять длину светового дня определяется наличием эндогенной хронометрической системы циркадной. Циркадная система состоит из центрального осциллятора или внутренних часов и сети сигнальных компонентов, одни из которых i воспринимают поступающую из внешней среды информацию и передают ее в виде сигналов на центральный осциллятор, а другие участвуют в проведении выходящих из центрального осциллятора сигналов. Восприятие фотопериодических условий и трансдукция световых сигналов на центральный осциллятор у . Фитохромы воспринимают световой сигнал в красной области спектра, а криптохромы улавливают свет синего спектра i, . Семейство фитохромов состоит из белков АЕ IIЕ. Это свидетельствует о том, что положительная регуляция цветения арабидопсиса дальним красным светом осуществляется посредством а. Фитохромы проявляют чувствительность к красному свету. Красный свет ингибирует цветение и мутанты характеризуются ранним переходом к цветению независимо от условий фотопериода . К семейству криптохромов относятся белки и 2 2ч проявляющие чувствительность к синему свету, ускоряющему переход растений к цветению.